本發(fā)明涉及一種避障系統(tǒng)，具體涉及一種用于服務(wù)機(jī)器人的自動(dòng)精確避障系統(tǒng)，屬于機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)器人已經(jīng)越來越多的應(yīng)用于人們的日常生活中。如何使機(jī)器人在執(zhí)行任務(wù)的過程中更加有效、準(zhǔn)確的避開障礙物是目前研究的重點(diǎn)和熱點(diǎn)。目前服務(wù)機(jī)器人的自動(dòng)避障系統(tǒng)基本是通過多個(gè)超聲波傳感器、多個(gè)紅外傳感器等外設(shè)探頭來實(shí)現(xiàn)的，這樣的實(shí)現(xiàn)方式預(yù)留了比較大的安全距離，沒有辦法做到精確定位；而且要在各個(gè)方位都放置傳感器模塊，否則會(huì)有盲區(qū)出現(xiàn)給用戶帶來一定的危險(xiǎn)性；現(xiàn)有避障系統(tǒng)對(duì)于外觀的限制會(huì)比較大，導(dǎo)致服務(wù)機(jī)器人形態(tài)不夠豐富。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：如何使服務(wù)機(jī)器人自動(dòng)精確避障。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種避障系統(tǒng)，包括外殼組件、內(nèi)部骨架組件、彈性部件和傳感模塊，外殼組件安裝在內(nèi)部骨架組件之外，彈性部件的基部固定于內(nèi)部骨架組件或外殼組件之中的一方，彈性部件的端部與內(nèi)部骨架組件或外殼組件之中的另一方接觸，傳感模塊安裝在內(nèi)部骨架組件或外殼組件；當(dāng)機(jī)器人遇到障礙物時(shí)，外殼組件與內(nèi)部骨架組件能夠發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)致使彈性部件產(chǎn)生形變并觸發(fā)傳感模塊，機(jī)器人根據(jù)傳感模塊采集的信息做出相應(yīng)的處理結(jié)果。

進(jìn)一步地，彈性部件選用平列雙扭簧，平列雙扭簧的基部固定安裝在內(nèi)部骨架組件上，平列雙扭簧的端部與外殼組件接觸；形變后的平列雙扭簧作為復(fù)位動(dòng)力源推動(dòng)外殼組件復(fù)位。平列雙扭簧為兩個(gè)。

進(jìn)一步地，外殼組件由上蓋、轉(zhuǎn)接件、中框和下蓋依次組合形成。

進(jìn)一步地，內(nèi)部骨架組件由驅(qū)動(dòng)骨架和下部骨架固定連接組合形成。平列雙扭簧的基部固定安裝在驅(qū)動(dòng)骨架。驅(qū)動(dòng)骨架上安裝有傳感模塊。傳感模塊包括紅外觸動(dòng)模塊、超聲傳感器、紅外沿邊傳感器、紅外模塊。

進(jìn)一步地，外殼組件和內(nèi)部骨架組件之間安裝有多個(gè)滑動(dòng)塊。多個(gè)滑動(dòng)塊分為上下兩層分布。

本發(fā)明的有益效果：服務(wù)機(jī)器人的下半身區(qū)域均為自動(dòng)精確避障的有效觸動(dòng)檢測(cè)區(qū)域，這樣最大限度的保證服務(wù)機(jī)器人外部形態(tài)不受影響，且障礙物的檢測(cè)范圍得到很大改善。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中的機(jī)器人的整體外觀示意圖；

圖2是圖1中所示機(jī)器人避障系統(tǒng)的正視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖1中所示機(jī)器人避障系統(tǒng)的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是圖1中所示機(jī)器人避障系統(tǒng)的仰視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是圖1中所示機(jī)器人避障系統(tǒng)中的上蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是圖1中所示機(jī)器人避障系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)接件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是圖1中所示機(jī)器人避障系統(tǒng)中的中框與下蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。

以上圖中：1-上蓋，2-轉(zhuǎn)接件，3-中框，4-下蓋，5-限位銅套，6-滑動(dòng)塊，7-平列雙扭簧，8-驅(qū)動(dòng)骨架，9-下部骨架，10-紅外觸動(dòng)模塊，11-超聲傳感器，12-紅外沿邊傳感器，13-紅外模塊，100-第一滑動(dòng)平面，200-第二滑動(dòng)平面，300-避障觸動(dòng)區(qū)域。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說明。需說明的是，本發(fā)明附圖均采用簡(jiǎn)化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。

本發(fā)明針對(duì)目前服務(wù)機(jī)器人自動(dòng)避障系統(tǒng)的一些缺陷進(jìn)行了改進(jìn)。具體技術(shù)方案如下：

一、服務(wù)機(jī)器人避障系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

圖1所示是本發(fā)明的服務(wù)機(jī)器人，服務(wù)機(jī)器人中下部的全部區(qū)域均為避障觸動(dòng)區(qū)域300，這個(gè)區(qū)域集成有自動(dòng)精確避障系統(tǒng)，圖2至圖4從不同視角展示了上述避障系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)。避障系統(tǒng)主要包括外殼組件、內(nèi)部骨架組件和彈性部件，外殼組件安裝在內(nèi)部骨架組件之外。

外殼組件由上蓋1、轉(zhuǎn)接件2、中框3和下蓋4這四個(gè)部分依次組合形成，如圖5至圖7所示。內(nèi)部骨架組件由驅(qū)動(dòng)骨架8和下部骨架9固定連接組合形成，如圖2所示。彈性部件選用平列雙扭簧7，其基部固定安裝在驅(qū)動(dòng)骨架8，其端部與外殼組件接觸。驅(qū)動(dòng)骨架8上安裝有多個(gè)傳感模塊，如圖4和圖6所示。傳感模塊包括紅外觸動(dòng)模塊10、超聲傳感器11、紅外沿邊傳感器12、紅外模塊13。

上述傳感模塊和兩個(gè)平列雙扭簧7都是固定在驅(qū)動(dòng)骨架8上面，驅(qū)動(dòng)骨架8和下部骨架9固定連接起來就構(gòu)成避障系統(tǒng)的內(nèi)部骨架組件，起到支撐受力、相對(duì)滑動(dòng)、固定限位的作用。外殼組件和內(nèi)部骨架組件之間安裝有六個(gè)滑動(dòng)塊，六個(gè)滑動(dòng)塊6分成兩組，分別分布在上部的第一滑動(dòng)平面100和下部的第二滑動(dòng)平面200上，如圖3所示。

二、服務(wù)機(jī)器人避障系統(tǒng)的安裝流程

首先，把上蓋1、轉(zhuǎn)接件2、中框3、下蓋4這四個(gè)零件通過螺釘固定起來行成避障系統(tǒng)的外殼組件，然后把六個(gè)滑動(dòng)塊6分別固定到外殼組件對(duì)應(yīng)的位置上。

其次，把紅外觸動(dòng)模塊10、超聲傳感器11、紅外沿邊傳感器12、紅外模塊13、平列雙扭簧7分別固定在驅(qū)動(dòng)骨架8對(duì)應(yīng)的位置上，驅(qū)動(dòng)骨架8與下部骨架9固定起來形成服務(wù)機(jī)器人的內(nèi)部骨架組件，作為核心骨架。

最后，把安裝好的外殼組件裝配到內(nèi)部骨架組件上面，通過螺釘把限位銅套5固定在外殼組件的螺絲柱上面，使其成為一個(gè)有機(jī)的整體，外殼組件作為一個(gè)外在著力點(diǎn)跟內(nèi)部骨架組件是有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的。

三、服務(wù)機(jī)器人避障系統(tǒng)的工作流程

自動(dòng)精確避障系統(tǒng)通過紅外沿邊傳感器12保持與外界障礙物有一定的距離，超聲傳感器11會(huì)提前檢測(cè)到前方障礙物，使服務(wù)機(jī)器人在有效的距離內(nèi)降低速度避免形成比較大的沖擊。紅外模塊13在服務(wù)機(jī)器人回充電過程中起到精確校準(zhǔn)的作用。

當(dāng)服務(wù)機(jī)器人在工作過程中遇到障礙物時(shí)會(huì)推動(dòng)外殼組件做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，外殼組件的運(yùn)動(dòng)會(huì)觸發(fā)紅外觸動(dòng)模塊10從而使服務(wù)機(jī)器人做出反應(yīng)，外殼組件與內(nèi)部骨架組件能夠發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)致使平列雙扭簧7產(chǎn)生形變。服務(wù)機(jī)器人在做出反應(yīng)的同時(shí)，平列雙扭簧7會(huì)推動(dòng)外殼組件復(fù)位，保證服務(wù)機(jī)器人可以精確的行走到障礙物的前方并做出有效避讓。

機(jī)器人的下半身區(qū)域均為自動(dòng)精確避障的有效觸動(dòng)檢測(cè)區(qū)域，這樣做的優(yōu)點(diǎn)：(a)最大限度的保證服務(wù)機(jī)器人外部形態(tài)不受影響；(b)障礙物的檢測(cè)范圍得到很大改善。

以上詳細(xì)說明了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種用于服務(wù)機(jī)器人的自動(dòng)精確避障系統(tǒng)，包括外殼組件、內(nèi)部骨架組件、彈性部件和傳感模塊，外殼組件安裝在內(nèi)部骨架組件之外，彈性部件的基部固定于內(nèi)部骨架組件或外殼組件之中的一方，彈性部件的端部與內(nèi)部骨架組件或外殼組件之中的另一方接觸，傳感模塊安裝在內(nèi)部骨架組件或外殼組件；當(dāng)機(jī)器人遇到障礙物時(shí)，外殼組件與內(nèi)部骨架組件能夠發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)致使彈性部件產(chǎn)生形變并觸發(fā)傳感模塊，機(jī)器人根據(jù)傳感模塊采集的信息做出相應(yīng)的處理結(jié)果。本發(fā)明中，服務(wù)機(jī)器人的下半身區(qū)域均為自動(dòng)精確避障的有效觸動(dòng)檢測(cè)區(qū)域，這樣最大限度的保證服務(wù)機(jī)器人外部形態(tài)不受影響，且障礙物的檢測(cè)范圍得到很大改善。

技術(shù)研發(fā)人員：惲為民;婁元建;龐作偉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海未來伙伴機(jī)器人有限公司;未來伙伴機(jī)器人（常州）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.06
技術(shù)公布日：2017.09.22